جداسازی مولکول‌ها بخش مهمی از فرایندهای تولید و تست در بخش‌هایی نظیر داروسازی و آزمون‌های زیست‌پزشکی است. یکی از راه‌های جداسازی، استفاده از نانوفیلترها – موادی با حفره‌های کوچک و دقیق – است. پژوهشگران MIT سیستمی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند مولکول‌هایی با اندازه‌ی یکسان اما خواص شیمیایی متفاوت را فیلتر کند.
روشی برای جداسازی مواد بر اساس ابعاد و خواص شیمیایی آنها
جداسازی مولکول‌ها بخش مهمی از فرایندهای تولید و تست در بخش‌هایی نظیر داروسازی و آزمون‌های زیست‌پزشکی است. یکی از راه‌های جداسازی، استفاده از نانوفیلترها – موادی با حفره‌های کوچک و دقیق – است. پژوهشگران MIT سیستمی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند مولکول‌هایی با اندازه‌ی یکسان اما خواص شیمیایی متفاوت را فیلتر کند.
کارن گلیسون، محقق MIT، می‌گوید که این یک روش کاملاً متفاوت در جداسازی مولکولی است. بیشتر مردم فکر می‌کنند که «اندازه» یک شاخص تعریف‌شده برای جداسازی است؛ اما اگر یک حفره‌ای ساخته شود که بسیار کوچک بوده و با مولکولی که از آن عبور می‌کند، برهم‌کنش داشته باشد، آنگاه می‌توان فیلتری ساخت که مواد را بر اساس ویژگی‌هایشان جداسازی می‌کند. در این پروژه، مولکول‌های بر اساس تمایل به جذب آب جداسازی شدند. دیواره‌ی حفره‌ها خاصیت آب‌گریزی داشتند و در نتیجه مولکول‌های آب‌گریز بیش از دیگر مولکول‌ها می‌توانند از این حفره‌ها عبور کنند. چنین ساز و کاری در اورگانیسم‌های زنده وجود دارد؛ برای مثال آنزیم‌ها و مواد غذایی از دیواره‌ی سلول عبور می‌کند؛ اما دیگر مواد امکان عبور ندارند. این در حالی است که مواد زیستی اندازه‌هایی شبیه هم داشته اما از نظر عملکرد با هم متفاوت هستند. برای تقلید از این ساز و کار طبیعی، دانشمندان یک غشای پلاستیکی از جنس پلی کربنات ساختند که روی آن با روش رسوب از فاز بخار، لایه‌ای از یک پلیمر ایجاد کردند. با استفاده از این غشا، آنها توانستند دو رنگ را از هم جدا کنند؛ به‌طوری که یکی از آنها ۲۰۰ برابر دیگری از غشا عبور کرد. لایه‌ای که روی این غشا ایجاد شد، دو عملکرد داشت: یکی این که می‌توانست رنگ‌ها را بر اساس تفاوت آب‌دوستی جدا کند و دیگر این که اندازه‌ی حفره‌ها را کاهش می‌داد، به شکلی که حفره‌ها به حدی کوچک شدند که امکان ساخت آنها با روش‌ها متداول وجود نداشت.
برای سنجش چگونگی عملکرد این سیستم، محققان از دو حفره‌ی متفاوت استفاده کردند. در یکی، دیواره‌ی لوله کاملاً یکنواخت بود، اما در دیگری، یک تنگا در قسمتی از لوله ایجاد شده بود. نتایج نشان داد که جداسازی در لوله‌ای که دیواره‌ی یکنواخت دارد، بهتر انجام می‌شود و این مسئله ثابت می‌کند مهم‌ترین شاخص در این فرایند، برهم‌کنش موجود میان دیواره با مولکول است.
در قدم بعد محققان تصمیم دارند از این سیستم برای جداسازی زیست‌مولکول‌ها استفاده کنند تا نشان دهند این سیستم برای موادی که کاربرد عملی دارند نیز پاسخگو است.
به اعتقاد برخی از محققان، توانایی تولید نانوحفره‌هایی با قطر یکنواخت و کوچک‌تر از ۱۰ نانومتر، می‌تواند مشکلات بزرگی را در فناوری جداسازی در مقیاس نانو حل کند.
نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای در نشریه‌یNano Letters به چاپ رسیده‌است.
